Odmładzanie i regeneracja skóry dzięki biodegradowalnym polimerom

Dr Aleksandra Ćwil-Kaczmarek i Caroline Lauret, Evonik Health Care

Zdrowa skóra jest często uważana za ogólną reprezentację dobrego samopoczucia i zdrowia. Technologie biomateriałów stosowane do leczenia ran, blizn i walki ze starzeniem się skóry rozwinęły się w ostatnich latach w szybkim tempie. Ponadto konsumenci i pacjenci są bardziej zainteresowani znalezieniem zrównoważonych i mniej inwazyjnych rozwiązań, które leczą ich skórę. Jako główna rodzina białek strukturalnych w organizmie, kolagen umożliwia autonomiczne samoleczenie skóry po urazie lub uszkodzeniu i może przeciwdziałać procesowi starzenia.

Kolagen stanowi od jednej czwartej do jednej trzeciej całkowitej masy białka u ludzi i innych zwierząt. Jest w pełni biodegradowalny i ma wysoki stopień biokompatybilności, dzięki czemu idealnie nadaje się do naprawy tkanek. W zastosowaniach terapeutycznych kolagen może być przetwarzany do pożądanego kształtu i nakładany bezpośrednio na skórę. Kolagen może być również odbudowany przez własne komórki organizmu, a organizm może być stymulowany do produkcji własnego kolagenu, na przykład w skórze.

W tym artykule omówiono dwa aspekty zrównoważonego samoleczenia skóry: zastosowanie kolagenu niezwierzęcego do regeneracji tkanek oraz zastosowanie biowchłanialnych proszków polimerowych do stymulacji naturalnej produkcji kolagenu w organizmie.

Kolagen niezwierzęcy do gojenia ran
Do tej pory zidentyfikowano ponad 28 rodzajów kolagenu, z których każdy ma określone właściwości, takie jak sztywność, kształt i integralność. Te rodzaje kolagenu są niezbędne do tworzenia i funkcjonowania wielu części ciała, w tym tkanek, skóry, chrząstki, narządów, kości, szpiku kostnego, błon komórkowych, więzadeł, włosów i płuc.

Kolagen dzięki dobrze zdefiniowanej strukturze oraz sposobowi interakcji z komórkami i tkankami ma szerokie spektrum zastosowań. Może być przetwarzany bezpośrednio, lub w niektórych przypadkach przy użyciu dodatkowych technologii sieciowania, w różne formy, takie jak liofilizowane proszki, płynne roztwory, hydrożele, folie lub siatki i gąbki do wykorzystania w wielu różnych zastosowaniach medycznych.

Kolagen w regeneracji tkanek
Kolagen jest szeroko stosowany w ortopedii, kardiologii, okulistyce, chirurgii ogólnej, stomatologii, medycynie regeneracyjnej i powszechnym leczeniu ran. W celu gojenia się oparzeń i ran kolagen może być stosowany jako opatrunek stymulujący wzrost nowej tkanki. Opatrunki zawierają żywą tkankę i są stosowane w bezpośrednim kontakcie z łożyskiem rany, wchłaniając wydzielinę i nawilżając skórę w celu przyspieszenia gojenia. Rany przewlekłe charakteryzują się uporczywym stanem zapalnym, zniszczeniem macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM) oraz brakiem rozpuszczalnych mediatorów aktywnych w procesie gojenia się ran. Opatrunki kolagenowe pomagają stymulować te procesy, a tym samym mogą przyspieszyć gojenie się przewlekłych ran.

Kolagen bez zwierząt
Prawie cały stosowany obecnie kolagen o jakości medycznej i farmaceutycznej pochodzi ze źródeł zwierzęcych, takich jak skóra lub ścięgna krów i świń. Część kolagenu jest również pozyskiwana ze źródeł morskich, takich jak ryby czy meduzy. W przypadku ograniczonej liczby działań badawczo-rozwojowych kolagen jest również pozyskiwany w bardzo małych ilościach z ludzkiego łożyska po urodzeniu dziecka.

Dostarczanie kolagenu z tradycyjnych źródeł zwierzęcych wiąże się z szeregiem zagrożeń związanych z bezpieczeństwem, stałą odtwarzalnością, zrównoważonym rozwojem i akceptacją konsumentów. Istnieje ryzyko przenoszenia patogenów i chorób, reakcji immunogennej lub alergicznej, a także kwestia trwałości, ponieważ pobieranie kolagenu od zwierząt ma znaczący wpływ na środowisko. Ponadto wiele osób decyduje się nie spożywać ani nie używać produktów pochodzenia zwierzęcego z powodów etycznych lub religijnych.

Jakość i powtarzalność
W przypadku wielu zastosowań medycznych i farmaceutycznych, w tym do pielęgnacji ran, niezwykle ważne jest, aby kolagen mógł być wytwarzany w procesie, który zapewnia powtarzalność jego właściwości i cech, aby umożliwić stałą interakcję z komórkami i tkankami. Przemysłowy proces w celu powtarzalnej ekstrakcji, sterylizacji, oczyszczania i dostarczania tradycyjnych źródeł kolagenu jest niezwykle trudny i kosztowny. Wiele firm opieki zdrowotnej i agencji regulacyjnych preferuje źródło kolagenu, które zapewnia powtarzalność między partiami.

Kolagen niezwierzęcy firmy Evonik
Firma Evonik opracowała unikalną technologię platformy kolagenowej, która może zaspokoić niezaspokojone potrzeby rynku w zakresie stosowania kolagenu w opiece zdrowotnej i innych zastosowaniach w naukach przyrodniczych. Technologia pozbawiona jest wszelkich materiałów pochodzenia zwierzęcego i ludzkiego oraz posiada strukturę potrójnej helisy, która pozwala naśladować (aw niektórych przypadkach potencjalnie wzmacniać) właściwości naturalnego kolagenu.

Ten rekombinowany kolagen jest również zaprojektowany tak, aby był wysoce rozpuszczalny w fizjologicznym pH, aby nadawał się do zwiększonej interakcji i adhezji komórek. Jest również przeznaczony do stosowania z wieloma technologiami i sieciowania, dzięki czemu można go przetwarzać w różne kształty i formaty, takie jak żele, proszki, kremy, pianki, wełna i gąbki, dzięki czemu jest szczególnie odpowiedni do gojenia się ran.

Proces oparty na fermentacji odbywa się w ściśle określonych warunkach, aby umożliwić wytworzenie kolagenu o wysokim stopniu czystości, który jest powtarzalny na skalę rozwojową lub handlową. Ten stały poziom odtwarzalności i wydajnej skalowalności jest trudny do osiągnięcia z innymi znanymi źródłami kolagenu.

Oprócz produkcji i dostarczania kolagenu w różnych formach, Evonik wykorzystuje również swoje globalne możliwości zastosowania, formułowania i produkcji biomateriałów, leków i inżynierii tkankowej, aby wspierać klientów w opracowywaniu i komercjalizacji ich własnych produktów. Usługi te uzupełniają podstawowe kompetencje firmy Evonik w zakresie opracowywania i dostarczania farmaceutycznych środków farmaceutycznych i biomateriałów oraz produkcji aktywnych składników farmaceutycznych, zaawansowanej żywności i materiałów wytwarzanych biologicznie w procesach opartych na fermentacji.

Bioresorbowalne proszki polimerowe stosowane w wypełniaczach skórnych
Wraz z wiekiem twarz traci tłuszcz i objętość, a skóra traci kolagen i elastyczność. Wypełniacze skórne, znane również jako wypełniacze tkanek miękkich, są wstrzykiwane w skórę przy użyciu minimalnie inwazyjnej procedury w celu uwydatnienia cienkich ust, uwydatnienia konturów powierzchni, wygładzenia zmarszczek na twarzy, usunięcia zmarszczek i poprawy wyglądu blizn. W przeciwieństwie do Botoxu – kolejnej popularnej procedury minimalnie inwazyjnej – wypełniacze skórne nie zamrażają mięśni za pomocą oczyszczonych bakterii, zamiast tego zawierają składniki, które dodają pełności obszarom przerzedzonym przez starzenie.

Wypełniacze skórne pomagają przywrócić objętość i zwiększyć tkankę miękką i są często stosowane jako skuteczne uzupełnienie operacji twarzy. Szybka procedura zapewnia wiarygodne wyniki i minimalny czas przestoju dla pacjenta.

Materiały stosowane w wypełniaczach skórnych
Wypełniacze skórne mogą być oparte na wielu różnych materiałach, w tym kwasie hialuronowym, kolagenie i polimerach bioresorbowalnych, takich jak kwas poli-L-mlekowy (PLLA) lub polikaprolakton (PCL). Chociaż wypełniacze kolagenowe można wstrzykiwać bezpośrednio w skórę, aby zastąpić naturalny kolagen skóry, efekt nie utrzymuje się tak długo, jak inne wypełniacze i mogą wystąpić niepożądane lub alergiczne reakcje.

Odpowiednimi alternatywami są PLLA lub PCL, które są sprzedawane przez Evonik do stosowania w wypełniaczach skórnych jako część portfolio bioresorbowalnych polimerów RESOMER®. Oba są biodegradowalnymi, biokompatybilnymi, syntetycznymi polimerami szeroko stosowanymi w implantowanych zastosowaniach medycznych, takich jak wchłanialne szwy i śruby kostne. Stosowany w wypełniaczach jest szczególnie trwały i podawany w serii zastrzyków przez okres kilku miesięcy. Skutki polimerów bioresorbowalnych na ogół stają się coraz bardziej widoczne z upływem czasu – zazwyczaj w ciągu kilku tygodni – i utrzymują się do dwóch lat.

Zalety biowchłanialnych wypełniaczy na bazie polimerów
Wypełniacze skórne z kwasem polimlekowym to półtrwały zabieg korekcyjny, który zachęca organizm do produkcji własnego kolagenu. Główną zaletą tych wypełniaczy w porównaniu z innymi wypełniaczami skórnymi, takimi jak te na bazie kwasu hialuronowego, jest ich długotrwałe działanie. Po wstępnym leczeniu wypełniaczami na bazie PLLA lub PCL, wynik poprawia się z czasem w miarę powiększania się grubości skóry, a pozytywne efekty można zaobserwować nawet do dwóch lat (w przypadku kwasu hialuronowego efekty utrzymują się zwykle przez rok). Są w pełni biodegradowalne, ponieważ metabolizują do wody i CO_dwa dodatkowa godzina.

Wypełniacze skórne w proszku
Dobrze znane polimery RESOMER® można zmielić na drobny proszek do stosowania w wypełniaczach skórnych. Dzięki 30-letniej historii skuteczności, bezpieczeństwa, biokompatybilności i bezpieczeństwa dostaw, polimery te są szeroko stosowane w urządzeniach medycznych, takich jak gojenie ran, urządzenia ortopedyczne i urządzenia sercowo-naczyniowe.

Dzięki dezintegracji granulek RESOMER® na bioresorbowalny proszek klasy GMP, RESOMER® może być z powodzeniem stosowany w wypełniaczach skórnych. Firma Evonik opracowała unikalną bezrozpuszczalnikową technologię zmniejszania wielkości cząstek polimerów o wysokiej masie cząsteczkowej do stosowania w zastosowaniach wypełniaczy skórnych.

Ta technologia proszkowa nie wymaga rozpuszczalnika i jest kompatybilna z różnymi polimerami odpowiednimi do wypełniaczy skórnych, w tym PLLA. Rozkład wielkości cząstek można regulować w zakresie poniżej 100 mikrometrów. Proszki te spełniają również wysokie standardy jakości: są wytwarzane w pomieszczeniach czystych ISO klasy 8, są zgodne z ISO 13485 i GMP oraz nadają się do użytku przez ludzi.

Chcesz poznać więcej szczegółów?
Aby uzyskać więcej informacji na temat rekombinowanego kolagenu niezwierzęcego lub proszków RESOMER® do wypełniaczy skórnych lub zamówić próbkę tych produktów, skontaktuj się z [email protected] lub odwiedź naszą stronę internetową tutaj.

Odwiedź i zarejestruj się na platformie zdrowia Evonik oncare Aby dowiedzieć się więcej o naszych najnowszych produktach, pobierz materiały pomocnicze, zarejestruj się na seminaria internetowe i porozmawiaj bezpośrednio z naszymi ekspertami.

O Autorach:
Aleksandra Cwil-Kaczmarek jest Area Account Manager w Evonik, gdzie odpowiada za sprzedaż produktów medycznych w Polsce, Czechach, Słowacji i krajach bałtyckich. Koncentruje się na farmaceutykach, nutraceutykach i wyrobach medycznych. Aleksandra jest doktorem nauk o polimerach i inżynierii chemicznej na Politechnice Warszawskiej.

Caroline Lauret jest starszym menedżerem biznesowym w Evonik, z dużym doświadczeniem w branży urządzeń medycznych. Wykwalifikowana w dziedzinie materiałoznawstwa, urządzeń medycznych, tekstyliów, technologii polimerów i globalnego zarządzania biznesem, Caroline posiada tytuł magistra inżynierii biomedycznej uzyskany na Politechnice w Eindhoven w Holandii.